Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla prowadzi priorytetowe dla gospodarki krajowej badania i prace rozwojowe. Obejmują problematykę czystego powietrza, transformacji energetycznej, gospodarki obiegu zamkniętego, technologii wychwytu i zagospodarowania CO2. A także magazynowania energii oraz pozyskiwania i wykorzystywania wodoru. Istotnym aspektem transformacji energetycznej jest zastępowanie paliw pochodzenia kopalnego biomasą. W tym biomasą przetworzoną w postaci pelletu, który jest paliwem pożądanym przez zarówno sektor ogrzewnictwa indywidualnego jak również energetykę zawodową i sektor ciepłownictwa.

W Zespole Laboratoriów Instytutu wykonuje się nie tylko badania jakościowe podstawowych parametrów pelletu drzewnego ale także badania możliwości i efekty jego zastosowania jako paliwa dla celów grzewczych czy energetycznych, co potwierdzone jest zakresem akredytacji PCA o numerze AB 081. Dodatkowo, klasyfikuje się kotły c.o. według normy EN 303-5 oraz sprawdza spełnienie przez nie kryteriów tzw. ekoprojektu.

Zespół posiada stanowiska, aparaturę badawczą oraz wykwalifikowaną kadrę, co umożliwia realizację szerokozakrojonych programów badawczych związanych z wykorzystaniem biomasy, w tym pelletów drzewnych.

Laboratorium Technologii Spalania i Energetyki rozpoczęło działalność w latach 90-tych. Pierwsze badania kotłów c.o. i paliw podsumowano opracowaniem kryteriów „na znak bezpieczeństwa ekologicznego”, tzw. jabłuszka, pomocnych wtedy przy pierwszej ocenie jakości i ustaleniu możliwości dofinansowania najbardziej efektywnych i ekologicznych rozwiązań.

Od tej pory producentom kotłów c.o. oferowano badania według normy PN-EN 303-5:2002, a następnie PN-EN 303-5:2012, zgodnie z Rozporządzeniem Komisji (UE) 2015/1189 z dnia 28 kwietnia 2015 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla kotłów na paliwo stałe, Rozporządzeniem Delegowanym Komisji (UE) 2015/1187 z dnia 27 kwietnia 2015 r. uzupełniającym dyrektywę Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/30/UE w odniesieniu do etykiet efektywności energetycznej dla kotłów na paliwo stałe i zestawów zawierających kocioł na paliwo stałe, ogrzewacze dodatkowe, regulatory temperatury i urządzenia słoneczne oraz Rozporządzeniem Ministra Rozwoju i Finansów „W sprawie wymagań dla kotłów na paliwo stałe” z dn. 05.09.2017r. z późniejszymi zmianami. Obecnie przygotowujemy się do wdrożenia aktualnie projektowanej normy prPN-EN 303-5:2018.

Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla obecnie

Obecnie laboratorium wyposażone jest w trzy nowoczesne stanowiska, w skład których wchodzą opomiarowane i w pełni zautomatyzowane stacje odbioru ciepła z urządzeń grzewczych o mocach do 150 kW. Możemy dowolnie ustalać poziom odbieranej mocy, strumień przepływu czynnika przepływającego przez wymiennik badanego urządzenia, czy też poziom temperatury na jego wlocie lub wylocie. Wszystkie stanowiska posiadają niezależne układy odprowadzania spalin z możliwością regulacji i utrzymania wymaganego podciśnienia (ciągu) w zakresie do 150 Pa. Umożliwia to prowadzenie prac badawczych dotyczących konfiguracji wszelkich urządzeń oczyszczających spaliny, celem minimalizacji oporów przepływu gazów spalinowych.

Opomiarowanie ciągów spalinowych/dymowych (kominów) konfigurowane jest w zależności od realizowanej pracy badawczej. Od standardowych pięciopunktowych pomiarów temperatur wg PN-EN 303-5:2012, przez podstawowy skład gazów oznaczany metodami referencyjnymi (CO2, O2, CO, NOx, SO2), stężenie pyłu metodą grawimetryczną, LZO (OGC), po oznaczenia stężenia pyłu on-line, rozdziału pyłu na frakcje metodą impaktorową, TOC, czy WWA. Posiadamy również analizatory przenośne TESTO do pomiaru składu gazów spalinowych, w tym stężenia pyłu. Wykonanie innych oznaczeń – tzw. „dioksyn i furanów”, HCl, HF, Hg, tlenków metali itp. – czy zasymulowanie dowolnie skonfigurowanego modelu odbioru ciepła (odwzorowanie pracy urządzeń grzewczych w warunkach rzeczywistych) nie stanowi problemu ani pod kątem potrzebnej AKP, jak i doświadczenia i zaangażowania kadry techniczno-naukowej. Większość sprzętu pomiarowego posiadamy w wersji mobilnej, stąd wszelkie badania pilotażowe czy niemożliwe do przeprowadzenia w laboratorium, prowadzimy u klienta, w większości również w reżimie posiadanej akredytacji.

W 2021 roku zamierzamy rozszerzyć zakres akredytacji o badania miejscowych ogrzewaczy pomieszczeń, głównie pieców pelletowych oraz wkładów kominkowych. Aktualnie budujemy w tym celu zupełnie nowe stanowisko pomiarowe, które zostanie wyposażone w najnowocześniejszą aparaturę kontrolno-pomiarową.

W ostatnich latach włączyliśmy w zakres badań kotłów c.o. tzw. „badania bezpieczeństwa”, a w przypadku zlecenia całościowych badań wyrobu, współpracujemy z jednostką certyfikującą wyroby, Ośrodkiem Badań Atestacji i Certyfikacji OBAC Sp. z o.o. z Gliwic.

W związku z zapotrzebowaniem organów administracji państwowej i samorządowej, ale również użytkowników urządzeń grzewczych zasilanych biomasą, w maju 2021 roku rozpoczynamy cykl szkoleń mających na celu przekazywanie rzetelnych informacji dotyczących eksploatacji kotłów c.o. zasilanych biomasą, interpretacji zapisów Uchwał Antysmogowych i innych powiązanych z tą tematyką zagadnień. Aby zwiększyć dostęp do tych szkoleń, wystawiamy je w postaci aukcji na portalu aukcyjnym Allegro.pl. W najbliższym czasie na naszych aukcjach pojawi się również możliwość sprawdzenia konieczności i terminu wymiany posiadanego kotła c.o., czy innego urządzenia grzewczego.

Zajmujemy się również doradztwem technicznym i optymalizacją nowych produktów. Wielokrotnie z powodzeniem braliśmy udział w Programie Operacyjnym Inteligentny Rozwój oś priorytetowa II: Wsparcie otoczenia i potencjału przedsiębiorstw do prowadzenia działalności B+R+I, działanie 2.3 Proinnowacyjne usługi dla przedsiębiorstw, poddziałanie 2.3.2 Bony na innowacje dla MŚP, Etap I usługowy.

Biomasa jako paliwo zeroemisyjne

Wprawdzie w powszechnym rozumieniu biomasa uznawana jest za paliwo zeroemisyjne, którego spalanie nie wiąże się z bezpośrednią emisją CO2, aczkolwiek tematyka usuwania i zagospodarowania tego gazu cieplarnianego jest od ponad 10-ciu lat aktywnie rozwijana w Instytucie.

W roku 2020 otwarto nowy kierunek badawczo-wdrożeniowy związany z rozwojem technologii wychwytu (CC) i zagospodarowania ditlenku węgla (CCU) pochodzącego z procesów fermentacyjnych. Realizowane dotychczas w IChPW prace związane z wychwytem CO2 w energetyce (wspólnie z Tauron Wytwarzanie S.A.) i przemyśle chemicznym (z Ciech Soda Polska S.A.) ukierunkowano na kolejne branże – przemysł spożywczy i rolnictwo. Nowe prace badawcze realizowano w ramach środków przyznanych przez Polską Agencję Rozwoju Przedsiębiorczości na realizację projektu „Przeprowadzenie prac badawczo-rozwojowych nad opracowaniem innowacyjnej technologii pozyskiwania bio-CO2 powstającego podczas procesów fermentacyjnych”, w ramach działania 2.3 „Proinnowacyjne usługi dla przedsiębiorstw”, poddziałania 2.3.2 „Bony na innowacje dla MŚP”, II osi priorytetowej: „Wsparcie otoczenia i potencjału przedsiębiorstw do prowadzenia działalności B+R+I” Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020. Prace realizowano na zlecenie jednej z krajowych spółek na terenie gorzelni, produkującej alkohol na potrzeby przemysłu paliwowego. Końcowym efektem projektu było opracowanie technologii pozyskiwania ditlenku węgla z procesów fermentacyjnych, jego oczyszczania i magazynowania, co w dalszej perspektywie umożliwia jego sprzedaż do licznych zastosowań.

Projekt układu pobierania surowego gazu

Na podstawie przeprowadzonych w warunkach przemysłowych prac badawczych, opracowano projekt układu pobierania surowego gazu pofermentacyjnego oraz instalacji do osuszania, oczyszczania i składowania czystego CO2 w formie ciekłej. Projekt opracowano dla zdolności produkcyjnej gorzelni: 4,5 mln dm3 technicznego etanolu na rok. Najważniejsze zalety opracowanej technologii to:

• opracowany układ pozwala na pozyskanie nawet 650 kg ciekłego ditlenku węgla na każde 1000 dm3 wyprodukowanego etanolu technicznego;
• zastosowanie układu wstępnego oczyszczania CO2 pozwala na odzyskanie 30 kg etanolu na dobę z gazów pofermentacyjnych. Zastosowanie układu głębokiego osuszania zwiększa tę ilość do 60 kg/dobę;
• dodatkowym zyskiem jest wychwyt piany oraz kropel fermentującego roztworu cieczy porywanych ze strumieniem gazów fermentacyjnych;
• niebagatelną rolę odgrywają również względy ekologiczne – ograniczenie emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Jest to szczególnie istotne w warunkach gwałtownego wzrostu opłat za emisję ditlenku węgla do atmosfery z jakim mamy do czynienia w ostatnich miesiącach.

Opracowane rozwiązanie – technologia wychwytu bio-CO2 – skierowane jest do małych gorzelni produkujących etanol techniczny, lokalnych browarów, mleczarni i inni producentów, u których powstaje odpadowy ditlenek węgla. Z kolei odbiorcami wychwyconego bio-CO2 będzie przede wszystkim branża spożywcza, farmaceutyczna i kosmetyczna. W ramach projektu planowane jest włączenie innych użytkowników końcowych produktu – technologii wychwytu bio-CO2.

Innym atrakcyjny sposobem zagospodarowania CO2 jest jego wykorzystanie w uprawach szklarniowych. Wzbogacanie atmosfery szklarniowej w CO2 przyspiesza wzrost roślin uprawnych oraz w znaczący sposób zwiększa plony w porównaniu do tradycyjnych sposobów uprawy nie stosujących tzw. „dokarmiania” CO2. Instytut rozwija metody wychwytu CO2 ze spalin, które mogą uzupełnić układy kogeneracyjne tak, aby separowały CO2 na potrzeby upraw szklarniowych. Instytut kieruje ofertę współpracy do przedsiębiorców zainteresowanych opracowaniem nowych rozwiązań dla pozyskiwania CO2 i bio-CO2 oraz metod jego zagospodarowania, m.in. w uprawach szklarniowych.

Spektrum działań Instytutu jest o wiele szersze i nie sposób o wszystkim wspomnieć. Serdecznie zapraszamy wszystkich przedsiębiorców, małych, średnich i tych wielkich, do nawiązania współpracy z Instytutem przy realizacji swoich przedsięwzięć bez względu na ich skalę. Kompetentna i wielospecjalistyczna kadra inżynierska i naukowa Instytutu jest do Państwa dyspozycji!

Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla

• www.ichpw.pl
• office@ichpw.pl

Źródło: Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla